本發(fā)明涉及一種二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠的制備方法，屬于生物材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水凝膠是一種具有三維結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，能在水中溶脹并保持大量水分而又不溶解。目前，水凝膠在藥物釋放系統(tǒng)、仿生材料、酶的固定化、組織工程等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。殼聚糖來源廣泛、廉價易得、生物相容、生物可降解，是制備水凝膠的理想材料?；瘜W交聯(lián)是制備殼聚糖水凝膠的常用方法之一，然而，現(xiàn)有的大多數(shù)交聯(lián)劑(戊二醛等)往往具有細胞毒性且不可生物降解，從而限制了所制殼聚糖水凝膠的實際應用。

纖維素作為地球上最豐富的天然高分子，纖維素及其衍生物可作為綠色材料來代替一些不可再生的材料及其化學試劑。由纖維素制備得到的納米纖維素具有巨大的比表面積，可在水中穩(wěn)定分散，并且化學活性比纖維素大很多，因此，可用納米纖維素作為原料來制備纖維素衍生物。高碘酸鈉選擇性氧化納米纖維素，可以切斷葡萄糖環(huán)上的c2-c3鍵，使羥基轉(zhuǎn)化為具有高還原性的二醛基。由于醛基的引入，使氧化納米纖維素成為制備殼聚糖水凝膠的新型生物交聯(lián)劑。

目前尚無有關(guān)二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠方面的報道。本發(fā)明采用微晶纖維素為原料，經(jīng)高碘酸鈉選擇性氧化制備二醛納米纖維素膠體，之后二醛納米纖維素膠體直接與殼聚糖醋酸溶液混合，制成水凝膠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種殼聚糖水凝膠的制備方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠的制備方法，特征是，配方比例按重量份數(shù)計，包括以下步驟：

(1)將1份微晶纖維素與1.4～6.6份高碘酸鈉混合于去離子水中，在避光的條件下反應一段時間，加入1～3份乙二醇繼續(xù)反應0.5～1小時，將反應后的混合液透析得到二醛納米纖維素膠體；

(2)在室溫下將1份殼聚糖溶解于100～150份1～2vol％的醋酸溶液中，取20～50份步驟(1)所制的二醛納米纖維素膠體與50～150份殼聚糖醋酸溶液混合，在25～40℃溫度下繼續(xù)攪拌1.5～24小時，混合溶液轉(zhuǎn)變成水凝膠，冷凍干燥后得到水凝膠凍干物。

步驟(1)中高碘酸鈉選擇性氧化微晶纖維素的反應條件是溫度為40～60℃，反應4～7小時。

步驟(1)中得到的二醛納米纖維素膠體的固含量為1～2％。

步驟(2)中殼聚糖的分子量為10～100萬。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：二醛納米纖維素及其交聯(lián)殼聚糖水凝膠的制備過程簡單，能耗低，污染少。所制備的二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠不僅生物相容性好、可生物降解，而且還具有較高的保水率與強度。

附圖說明

圖1二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠凍干物的數(shù)碼照片

圖2二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠凍干物的掃描電子顯微鏡(sem)照片

具體實施方法

本發(fā)明分兩步：

(1)二醛納米纖維素膠體的制備；

(2)二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠的制備。

本發(fā)明所述的二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠的各項性能可采用以下指標進行檢測：

(1)形貌：采用數(shù)碼拍照的方法觀察水凝膠凍干物的外表面形貌；此外，水凝膠凍干物經(jīng)液氮脆斷，斷面經(jīng)噴金后采用日本日立公司的su-1510型掃描電子顯微鏡，在5kv高壓下觀察其形貌。

(2)拉伸性能：把水凝膠凍干物放入恒溫恒濕室中(溫度為25℃、相對濕度為65％)平衡48小時，并裁成寬為1cm的長條；用膜厚儀測試凍干物的厚度，并用微機控制萬能材料試驗機(wdw-20上海華龍測試儀器公司)測試凍干物的拉伸斷裂強度和伸長率，測試夾距設(shè)置為5cm，拉伸速度為50mm/min。

(3)溶脹性能(保水率)：將水凝膠凍干物烘干至恒重。稱重(wd,g)后浸入去離子水中足夠長時間，取出并用濾紙吸干其表面水分，立即稱重(ws,g)。樣品的平衡溶脹度(q,％)計算公式為：

具體實施方式

實施例1

(1)1份微晶纖維素加入到6份高碘酸鈉混合于水中，在溫度為45℃的避光條件下反應5小時；加入3份乙二醇反應1小時并透析5天，得到二醛納米纖維素膠體；

(2)室溫下1份分子量為100萬的殼聚糖溶解于100份1vol％的醋酸溶液中配置殼聚糖醋酸溶液，加入20份二醛納米纖維素膠體，在溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的磁力攪拌機上反應8小時制備得到二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠，冷凍干燥后得到水凝膠凍干物。

實施例2

(1)1份微晶纖維素加入到6份高碘酸鈉混合于水中，在溫度為45℃的避光條件下反應5小時；加入3份乙二醇反應1小時并透析5天，得到二醛納米纖維素膠體；

(2)室溫下1份分子量為100萬的殼聚糖溶解于100份1vol％的醋酸溶液中配置殼聚糖醋酸溶液，加入30份二醛納米纖維素膠體，在溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的磁力攪拌機上反應8小時制備得到二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠，冷凍干燥后得到水凝膠凍干物。

實施例3

(1)1份微晶纖維素加入到6份高碘酸鈉混合于水中，在溫度為45℃的避光條件下反應5小時；加入3份乙二醇反應1小時并透析5天，得到二醛納米纖維素膠體；

(2)室溫下1份分子量為100萬的殼聚糖溶解于100份1vol％的醋酸溶液中配置殼聚糖醋酸溶液，加入40份二醛納米纖維素膠體，在溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的磁力攪拌機上反應8小時制備得到二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠，冷凍干燥后得到水凝膠凍干物。

實施例4

(1)1份微晶纖維素加入到6份高碘酸鈉混合于水中，在溫度為45℃的避光條件下反應5小時；加入3份乙二醇反應1小時并透析5天，得到二醛納米纖維素膠體；

(2)室溫下1份分子量為100萬的殼聚糖溶解于100份1vol％的醋酸溶液中配置殼聚糖醋酸溶液，加入50份二醛納米纖維素膠體，在溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的磁力攪拌機上反應8小時制備得到二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠，冷凍干燥后得到水凝膠凍干物。

本發(fā)明所制備的一種二醛納米纖維素交聯(lián)殼聚糖水凝膠凍干物的拉伸性能與水溶脹度如表1所示：

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種殼聚糖水凝膠的制備方法。以微晶纖維素為原料，首先通過高碘酸鈉氧化法制備二醛納米纖維素膠體；然而二醛納米纖維素膠體與殼聚糖醋酸溶液直接混合制成水凝膠。二醛納米纖維素及其交聯(lián)殼聚糖水凝膠的制備過程簡單，能耗低，污染少。所制水凝膠產(chǎn)品具有較高的保水率與強度。

技術(shù)研發(fā)人員：田秀枝;蔣學;華峰;王樹根
受保護的技術(shù)使用者：江南大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.05
技術(shù)公布日：2017.07.07